机械制造工艺规程设计

-1-机械制造技术第12章机械制造工艺规程设计@高等教育出版社-2-ContentsPage目录页04车削夹具01车削加工概述02车床03车刀08车削夹具05车削加工概述06车床07车刀-3-TransitionPage过渡页04车削夹具01车削加工概述02车床03车刀08车削夹具05车削加工概述06车床07车刀-4-一、工艺规程的内容与作用工艺规程是在具体的生产条件下说明并规定工艺过程的工艺文件。根据生产过程工艺性质的不同，有毛坯制造、零件机械加工、热处理、表面处理以及装配等不同的工艺规程。工艺规程是制造过程的纪律性文件。其中机械加工工艺规程包括工件加工工艺路线及所经过的车间和工段、各工序的内容及所采用的机床和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、工时定额及工人技术等级等内容。机械装配工艺规程包括装配工艺路线、装配方法、各工序的具体装配内容和所用的工艺装备、技术要求及检验方法等内容。机械制造工艺规程的作用主要有：（1）工艺规程是指导生产的主要技术文件（2）工艺规程是生产组织和管理工作的基本依据（3）工艺规程是新建或扩建工厂或车间的基本资料12.1机械制造工艺规程概述-5-二、机械制造工艺规程的类型及格式1．机械加工工艺规程（1）机械加工工艺过程卡片该卡片是简要说明零件机械加工过程以工序为单位的一种工艺文件，主要用于单件小批生产和中批生产的零件，大批大量生产可酌情自定。本卡片是生产管理方面的文件。（2）机械加工工序卡片它是在工艺过程卡片的基础上，进一步按每道工序所编制的一种工艺文件。该卡片中要画出工序简图（图上应标明定位基准、工序尺寸及公差、形位公差和表面粗糙度要求，用粗实线表示加工部位等），并详细说明该工序中每个工步的加工内容、工艺参数、操作要求以及所用设备和工艺装备等。工序卡片主要用于大批大量生产中所有的零件、中批生产中的复杂产品的关键零件以及单件小批生产中的关键工序。12.1机械制造工艺规程概述-6-2．机械装配工艺规程常用的机械装配工艺规程有装配工艺过程卡和装配工序卡。装配工艺过程卡片上的每一工序应简要说明该工序的工作内容、所需设备及工艺装备、时间定额等；装配工序卡片上应配以装配工序简图，并要详细说明该工序的工艺内容、装配方法、所用工艺装备及时间定额等。12.1机械制造工艺规程概述-7-三、工艺规程设计的原则与步骤工艺规程设计的原则是在保证产品质量的前提下，应尽量提高生产率和降低成本。应在充分利用本企业现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术和经验，并保证有良好的劳动条件。12.1机械制造工艺规程概述机械加工工艺规程设计的主要步骤：分析零件图和产品的装配图确定毛坯选择定位基准拟定工艺路线确定各工序的设备、刀具、量具和辅助工具确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差确定各工序的切削用量和时间定额确定各主要工序的技术要求及检验方法进行技术经济分析，选择最佳方案填写工艺文件-8-机械装配工艺规程设计的主要步骤：12.1机械制造工艺规程概述分析零件图和产品的装配图确定装配组织形式选择装配方法划分装配单元，规定合理的装配顺序划分装配工序编制装配工艺文件-9-TransitionPage过渡页04车削夹具01车削加工概述02车床03车刀08车削夹具05车削加工概述06车床07车刀-10-一、零件图的审查1．产品的零件图与装配图的分析在对零件工作图进行分析时，应主要从下面三个方面进行：（1）零件图的完整性与正确性在了解零件形状与各表面构成特征之后，应检查零件视图是否足够，尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求的标注是否齐全、合理，重点要掌握主要表面的技术要求，因主要表面的加工确定了零件工艺过程的大致轮廓。（2）零件技术要求的合理性零件的技术要求主要指精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）、热处理及其他要求（如动、静平衡等）的标注等。要注意分析这些要求，在保证使用性能的前提下是否经济合理，在现有生产条件下能否实现等。（3）零件的选材是否恰当零件的选材要立足国内，在能满足使用要求的前提下尽量选用我国资源丰富的材料。12.2机械加工工艺规程设计-11-2．零件的结构工艺性分析零件结构工艺性是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。结构工艺性的问题比较复杂，它涉及毛坯制造、机械加工、热处理和装配等各方面的要求。12.2机械加工工艺规程设计-12-12.2机械加工工艺规程设计-13-12.2机械加工工艺规程设计-14-二、毛坯的确定1．毛坯种类的确定毛坯的种类有铸件、锻件、压制件、冲压件、焊接件、型材和板材等。具体确定时可结合有关资料进行，同时还要全面考虑下列因素的影响：（1）零件的材料及其力学性能当零件的材料确定后，毛坯的类型也就大致确定了。（2）生产类型大批大量生产时，可选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法。用于毛坯制造的费用可由材料消耗和机械加工成本的降低来补偿。单件小批生产时，可选成本比较低的毛坯制造方法，如木模手工造型和自由锻等。（3）零件的形状和尺寸形状复杂的毛坯，常用铸造方法。（4）现有生产条件确定毛坯时，必须结合具体的生产条件，尤其应注意发挥行业协作网络的功能，实行专业化协作是实现优质低耗的重要途径。（5）充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性12.2机械加工工艺规程设计-15-2．毛坯形状和尺寸的确定受毛坯制造技术所限，加之对零件精度和表面质量的要求越来越高，故毛坯某些表面仍留有一定的加工余量，以便通过机械加工来达到质量要求。毛坯尺寸与零件尺寸的差值称为毛坯加工余量，毛坯制造尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯加工余量确定以后，还要考虑毛坯制造、机械加工和热处理等多方面工艺因素的影响。如为了加工时安装工件方便，有些铸件毛坯需铸出工艺搭子。工艺搭子在零件加工好后一般均应切除。为了保证加工质量，同时也为了加工方便，常将分离零件先做成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。对于形状比较规则的小型零件，也应将多件合成一个毛坯，当加工到一定阶段后，再分离成单件。12.2机械加工工艺规程设计-16-三、定位基准的选择1．粗基准的选择粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。一般按下列原则选择：（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准12.2机械加工工艺规程设计-17-（2）合理分配各加工面的余量①应保证各主要加工面都有足够的余量②对于工件上的某些重要表面（如床身导轨面和箱体的重要孔等），为了尽可能使其加工余量均匀，则应选择重要表面作粗基准。（3）粗基准应避免重复使用（4）选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。12.2机械加工工艺规程设计-18-2．精基准的选择12.2机械加工工艺规程设计基准重合原则基准统一原则自为基准原则互为基准原则便于装夹原则-19-3．辅助基准的选择选择辅助基准时应尽可能使工件安装定位方便，便于实现基准统一，便于加工。定位基准的选择原则是从生产实践中总结出来的。上述每一个原则往往只说明了一个方面的问题。因此，应根据具体的加工对象和加工条件，全面考虑，灵活运用。主轴箱体粗基准的选择应在保证各加工面余量的前提下，保证重要表面的余量均匀；考虑箱体内运动部件的空间位置；保证外形尺寸的正确。12.2机械加工工艺规程设计-20-3．辅助基准的选择主轴箱加工的精基准按基准重合原则和基准统一原则选择，通常优先考虑基准统一原则。12.2机械加工工艺规程设计-21-3．辅助基准的选择在大批量生产中，按基准统一原则，采用顶面R及两个销孔（一面两孔）作定位基面。这种定位方式，加工时箱体口朝下安装。这时中间导向支承架可以紧固在夹具体上，解决了挂架方式的问题，工件装卸方便，易于实现加工自动化。其不足之处是存在基准不重合误差，且加工过程不易观察。12.2机械加工工艺规程设计-22-四、加工工艺路线的拟定1．表面加工方法的选择零件上的每种表面都有许多加工方法，在保证零件各表面所要求的加工精度和表面粗糙度的前提下，尽可能选择与经济加工精度和表面粗糙度相适应的加工方法。表面加工方法的选择，还要考虑以下几方面的因素：（1）工件材料的性质要根据工件的材料及其性能，选择合适的加工方法。（2）工件的结构形状和尺寸根据工件的尺寸大小和结构形状特征选择合适的加工方法和装备。（3）生产类型根据生产纲领的不同，选择不同技术水平和自动化程度的加工方法。（4）具体生产条件同一种表面可以有多种不同的加工方法完成加工，但就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。必须结合具体的生产条件，选择相应的加工方法，并注意利用现代制造网络的条件，充分考虑利用新工艺、新技术的可能性。12.2机械加工工艺规程设计-23-2．加工阶段的划分（1）粗加工阶段主要任务是切除毛坯的大部分加工余量，使毛坯在形状和尺寸上尽可能接近成品。因此，此阶段应采取措施尽可能提高生产率。（2）半精加工阶段完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做好准备。（3）精加工阶段保证各主要表面达到图样的全部技术要求，此阶段的主要目标是保证加工质量。（4）光整加工阶段对于质量要求很高（IT6级以上，表面粗糙度为Ra0.2μm以下）的表面，应安排光整加工，以进一步提高尺寸精度和减小表面粗糙度值；但一般不能用以纠正形状误差和位置误差。12.2机械加工工艺规程设计-24-3．加工顺序的安排（1）机械加工顺序的安排原则①基面先行选作精基准的表面，应安排在起始工序先进行加工，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。②先主后次零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面的加工可适当穿插在主要表面加工工序之间进行。③先粗后精通过划分加工阶段，各个表面先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。从而逐步提高表面的加工精度与表面质量。④先面后孔对于箱体、支架等类零件，因其平面的轮廓平整，安放和定位比较稳定可靠，一般先加工平面再加工孔。12.2机械加工工艺规程设计-25-（2）热处理工序的安排热处理工序在工艺路线中的位置安排，主要取决于零件的材料及热处理的目的。预备热处理的目的是改善材料的切削加工性能、消除残余应力和为最终热处理作好组织准备。正火和退火常安排在粗加工之前，以改善切削加工性能和消除毛坯的残余应力；调质一般安排在粗加工与半精加工之间进行，为最终热处理作组织准备；时效处理用以消除毛坯制造和机械加工中产生的应力。最终热处理的目的是提高零件的强度、表面硬度和耐磨性及防腐、美观等。淬火及渗碳淬火（淬火后应回火）、氰化、氮化等安排在精加工磨削之前进行；由于调质后零件的综合力学性能较好，对某些硬度和耐磨性要求不高的零件，也可作为最终热处理，其工序位置安排在精加工之前；表面装饰性镀层、发蓝处理应安排在机械加工完毕后进行。（3）辅助工序的安排辅助工序主要包括检验、清洗、去毛刺，去磁、倒棱边、涂防锈油及平衡等。其中检验工序是主要的辅助工序，是保证产品质量的主要措施。除各工序操作者自检外，在关键工序之后、送往外车间加工前后、粗加工结束以后，精加工开始以前、零件全部加工结束之后，一般均应安排检验工序。12.2机械加工工艺规程设计-26-4．工序的集中与分散在选定了零件上各个表面的加工方法及其加工顺序以后，制定工艺路线可以采用两种不同的原则：一种是工序集中的原则，即使每个工序中包括尽可能多的加工内容，从而使工序的总数减少；另一种是工序分散的原则，其含义与之相反。工序集中与分散各有不同的特点。5．主轴箱加工工艺路线分析12.2机械加工工艺规程设计-27-12.2机械加工工艺规程设计-28-12.2机械加工工艺规程设计-29-5．主轴箱加工工艺路线分析主要表面的加工方法：主轴箱的主要表面为安装基面、结合面的平面和各种轴的支承孔。平面的加工主要采用刨削和铣削方法，在小批量生产时，可采用刨削或在普通铣床上铣削。在大批量生产时，则采用生产率较高的组合铣削。当精度要求高时，多采用组合平面磨削。箱体上的轴承支承孔精度多为IT7。这些孔一